DE2428950A1 - Verfahren zur entfernung von loesungsmittel aus extrahiertem oelhaltigen samenmaterial - Google Patents

Verfahren zur entfernung von loesungsmittel aus extrahiertem oelhaltigen samenmaterial

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Description

14· 931
DEAVO CORPORATION
One Oliver Plaza
Pittsburgh, Pennsylvania U.S.A.
Verfahren zur Entfernung von Lösungsmittel aus extrahiertem
ölhaltigen Samenmaterial.
Die Erfindung betrifft die Behandlung von ölhaltigem Samenmaterial, insbesondere die Entfernung von Lösungsmittel aus entfettetem und mit einem Lösungsmittel extrahiertem Samenmaterial zur Erzeugung eines Protein-Produkts.
Ölhaltige Samenmaterialien, wie Sojabohnen, Baumwollsamen, Erdnüsse, Sesamsamen, Sonnenblumensamen, Rapssamen und dergl., enthalten Proteinstoffe von hohem Nährwert und haben vielfache gewerbliche Verwendungen gefunden. So werden beispielsweise Sojabohnen nach Extraktion des Öles zur Gewinnung der Proteinatoffe für die Vervrendung in industriellen Verfahren, z.B. der Papier-, Kunststoff- und Nahrungsmittelindustrie, behandelt.
Viele Verfahren werden nach der meist üblichen Methode durchgeführt, -welche die Verfahrensstufe einschließt, das ölhaltige Samentnaterial in Form von Flocken oder Schrot mit einem organischen Lösungsmittel zur Extraktion von Öl in Kontakt zu bringen, wobei ein entfetteter Samenrückstand entsteht, der mit einer
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Alkali-Lösung zur Auflösung des Proteins behandelt \fird, das anschließend, mit Säure gefällt wird, wie in der-US-Patentschrift Nr. 2 589 867 beschrieben ist. Das gewonnene Protein wird allgemein als "alkalilösliches, mit Säure gefälltes Protein11 bezeichnet.
Nach einem anderen Verfahren werden entfettete Sojabohnen-Flocken mit einer sauren Lösung behandelt, um hauptsächlich nicht Protein enthaltendes Material, einschließlich gewisse Enzym-Systeme, Würzerückstände, Wirkstoffe und Kohlenhydrate, wie Saponin,
Saccharose, Raffinose und Stachyose, neben kleineren Mengen an Proteinstoffen aufzulösen, während der Rückstand als proteinhaltige Zusammensetzung in dear Nahrungsmittelindustrie" verwertet wird, wie es in der US-Patentschrift Nr. 2 881 O76 beschrieben wird.
Nach einem anderen Verfahren werden entfettete Sojabohnen-Flokken mit einer Wasser-Alkohol—Lösung behandelt, um die nicht
proteinhaltigen Stoffe, in erster Linie Kohlenhydrate (zuweilen als Molke bezeichnet), bei minimaler Extraktion von wasserlöslichen Proteinen, zu extrahieren, wie in den US-Patentschriften Nr. 3 307 74-4- und 3 365 4-4-0 beschrieben wurde. Die hier verwendete Bezeichnung "Miszella" bezieht sich auf eine Lösung von extrahiertem, in einem Extraktionslösungsmittel löslichem-Material.
Die zv/ei letztgenannten Verfahren zeigten zwar bei der Erzeugung von Protein-Konzentraten gute Erfolge, jedoch engte die
Menge der im Protein-Konzentrat verbleibenden Molke ihre End-
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Verbrauche ein. Darüber hinaus waren sie wegen des hohen Verhältnisses von Flüssigkeit zu Feststoff, das der Apparatur übermäßige Leistungen zur Entfernung des Lösungsmittels abverlangte, von Nachteil. Der Dampfbedarf für die Rückgewinnung des Lösungsmittels war genau so wie der Bedarf an zusätzlichen Wärmeaustauschern bei beiden Verfahren zu hoch.
Die Ziele der Erfindung werden in einem Verfahren zur Behandlung von mit Extraktionslösungsmittel behandeltem, ölhaltigen Samenmaterial, wie Sojabohnen-Elocken, in einer Zone zur Entfernung des Lösungsmittels erreicht, in welcher Extaktionslösungsmittel (insbesondere dessen organische Komponente) durch indirekten bzw. direkten Kontakt mit einem Wärmeübertrager, wie Wasserdampf, unter Bedingungen verdampft wird, welche die Denaturierung der Proteinstoffe so klein wie möglich halten. Aus der Zone zur Entfezrnung des Lösungsmittels wird ein Protein-Konzentrat mit einem Gehalt an (wasserfreien) Proteinstoffen von mindestens etwa 70 Gew.-# (6,25 Mal der Gesamtgehalt an Stickstoff nach Kjeldahl) abgezogen.
Ein besseres Verständnis wird erhalten und zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung vrerden erkannbar. nach Durchsicht der ins Einzelne gehenden Beschreinung, insbesondere in Verbindung rait der ausführlichen Zeichnung, welche das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. ·
Es ist klar, daß gewisse Ausrüstungsteile, wie Pumpen, Ventile, Anzeigegeräte und dergl., in der Zeichnung fortgelassen wurden,
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um die Beschreibung zu vereinfachen, und daß ihre Anordnung dem Wissen des Fachmannes zugerechnet werden kann. Zur Erleichterung des Verständnisses der- Erfindung wird das Verfahren mit Bezug auf die Behandlung von entfetteten Sojabohnen-Flocken beschrieben; dabei ist klar, daß auch andere ölhaltige Samenmaterialien, wie Baumwollsamen, Erdnüsse, Sesamsamen, Sonnenblumensamen, Rapssamen und dergl., eingesetzt werden können. Entfetterte Sojabohnen-Flocken sind der. Rückstand aus der Extraktion von Öl aus Sojabohnen-Flocken unter Verwendung von Hexan oder anderen Lösungsmitteln in einem sogenannten Lösungsmittel—Extraktions— Verfahren. Diese Sojabohnen-Flocken enthalten Proteine, Kohlenhydrate , Äsche, Fasern und" kleinerer Mengen anderer Materialien.
Nach Figur 1 passieren entfettete Sojabohnen-Flocken über Leitung 10 nacheinander einen Flockenzubringer 12 und" einen abschließenden Förderer 14: und treten in einen Kontakter oder Extraktor 16 der: ersten Stufe ein, wo die" Flocken im gleichlaufenden Kontakt mit einem Strom eines armen oder frischen Extraktionslösungsmittels über Lffitung 18 und mit einem Strom von Mis— zella aus der- zweiten Stufe über Leitung 20 gebracht werden. Die Konzentration des organischen Materials: im armen oder frischen wässerigen Extraktionslösungsmittels liegt zwischen etwa 20 bis 90, vorzugsweise 40 bis 60 %. Der Extraktor 16 der ersten Stufe wird mit einer Temperatur zwischen 23 und 80, vornehmlich 51 bis 55 C niit Verweilzeäten für/ die· Flocken von 5 his 60, vorzugsweise 15 Minuten betrieben. Das Verhältnis von armem Lösungsmittel zu Miszella der zweiten Stufe beträgt im allgemeinen 1:2 bis 1:4, vorzugsweise 1:2,75» cLas Verhältnis von Lösungs-
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mittel zu Flocken 5:1 bis 10:1» vorzugsweise 8,25^1·
Ein Brei aus zum Teil extrahierten Flocken und Miszella wird vom Extraktor 16 mittels Pumpe 22 in Leitung 24 abgezogen und zu einem Sieb-Konzentrator 26 gebracht, wo ein großer Teil der Miszella von den teilextrahierten Flocken abgetrennt und über Leitung 28 abgenommen wird. Die teilextrahierten Flocken und ein kleinerer Teil der Miszella werden vom Konzentrator 26 über Leitung 30 ab-und in eine Presse der ersten Stufe 32, z.B. eine kontinuierliche Preßschnecke, eingeführt, wo ein weiterer Teil der Miszella von den Flocken abgepresst und über Leitung 34- in Leitung 36 mit der Miszella aus Leitung 28 vereinigt und in einen Feinstoff-Separator 38 gebracht wird. Die Feinstoffe und. ein kleinerer Teil Miszella werden mit Pumpe 40 in Leitung 42 vom Separator 38 abgegezogen und in den Siebkonzentrator zurückgeführt, während der größere Teil Miszella mittels Pumpe 44 in Leitung 46 abgenommen und in die Miszella-Behandlungszone (nicht gezeigt) geführt wird.
Die teilextrahierten Flocken in der Presse 32 der ersten Stufe werden mechanischer Einwirkung unterworfen, um den Gehalt an Extraktionslösungsmittel und gelöster Molke vor Durchgang durch Leitung 48 in einen Extraktor der zweiten Stufe 50 zu verringern; dort gelangen die Feststoffe in gleichlaufenden Kontakt mit dem armen Extraktionslösungsmittel-Strom, der in den Extraktor 50 der zweiten Stufe über Leitung 52 eingeführt wird. Dieser Extraktor 50 der zweiten Stufe arbeitet mit einer Temperatur von 23 bis 80, vornehmlch 51 bis 55°C, mit Verweilzeiten für die
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Flocken von 5 bis 60, -vornehmlich 15 Minuten, und. einem Verhältnis von Extraktionslösungsmittel zu Feststoff von etwa 5:1 bis 10:1, vorzugsweise etwa 5:^-
Ein Brei aus extrahierten Feststoffen und Miszella der zweiten Stufe wird vom Extraktor 50 der zweiten Stufe mittels Pumpe 5^ in Leitung 56 abgezogen und" passiert zu einem Sieb-Konzentrat or 58 der zweiten Stufen dort wird ein größerer Teil der Miszella der zweiten Stufe von den extrahierten Feststoffen abgetrennt und über Leitung 60 abgezogen. Die: extrahierten Feststoffe und ein kleinerer Teil der Miszella- deir zweiten Stufe werden vom Konzentrator 58 über Leitung 62 ab- und in eine Presse 64 derzweiten Stufe eingeführt, wo ein weiterer- Teil der Miszella der zweiten Stufe von den extrahierten Feststoffen abgetrennt wird, der über Leitung 66 abgenommen und in Leitung 60 mit dem Teil Miszella der zweiten Stufe" vereinigt wirdl und die Miszella der zweiten Stufe in Leitung 20 bildet.
Hie extrahierten Feststoffe in Leitung 68 gehen unter Kontrolle durch einen Eotaryhahn 70 in einen Lösungsmittelverdampfer 72 der ersten Stufe, v/o ein größerer Teil des' Extraktionslösungs— mittels aus den extrahierten Feststoffen durch Verdampfen mittels indirektem Kontakt der.Feststoffe mit einem Wärmeüberträger, wie Viasserdampf, aus Leitung 74- abgetrieben wird. Ein Gasstrom passiert über Leitung 76 in die- (nicht gezeigte) Miszella-Behandlungszone nach Entfernung der Feinstoffe in einer geeigneten Trennvorrichtung (nicht gezeigt).
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Die teilweise vom Lösungsmittel befreiten blocken,, die aus· dem Lösungsmittelverdampfer 72 abgezogen werden, gehen über Leitung 77 unter der Kontrolle des Rotarysperrhahns 78 in einen Lösungsmittelverdampfer 80 der zweiten Stufe (der in der Technik zuweilen als "Deodorisator" bezeichnet wird), wo die Abtreibung des Extraktionslösungsmittels durch direkten Kontakt mit einem Wärmeüberträger, wie Dampf aus Leitung 82, praktisch vervollständigt wird. Ein gasförmiges Kopf produkt wird über Leitung 84 aus dem Lösungsmittelverdampfer 80 abgenommen und in einen (nicht gezeigten)/ Kondenser geführt. Im allgemeinen arbeitet der Lösungs— mittelverdampfer 80 der zweiten Stufe mit unteratmosphärischem Druck und ist hierzu mit einem Rotaryhahn 86 in der Feststoff— Auslassleitung 88 und mit einem Dampf strahl ejektor 90 zur Erzeugung dieser Druokbedingung ausgestattet. Ein Protein-Konzentrat mit mindestens 70 Gew.-% Proteinstoffen (bezogen auf entfettete Sogabohnen-JFlOcken) wird vom Lösungsmittelverdampfer über Leitung 84 abgezogen und zur weiteren Behandlung, wie Kühlung, Wiegung, Verpackung und Lagerung (nicht gezeigt), geleitet.
Beispiel
Das folgende Beispiel erläutert die Bedingungen des Verfahrens gemäß der Erfindung.
In den Extraktor der ersten Stufe 16 werden 1889 kg/Stde entfettete Sojabohnen-Flocken mit der folgenden Analyse eingebrachte
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Komponente Gew.-$
Konzentrat 60,0
Molke 29,9
Wasser 10,T
1.00,0
Die Flocken werden über Leitung 18 mit 5194- kg/Stde einer 40-prozentigen Lösung von SLthanol mit einer Temperatur von 52°C und über Leitung 20 mit 10 4-28 kg/Stde einer Teil-Miszella in gleichlaufenden Kontakt gebracht. Der Flockenbrei geht durch den Siebkonzentrator 26 und die Presse 52, wo sich 1J? 504- kg/Stde VoIl-Miszella abscheidon, die über Leitung 36 zum Feinstoff-Separator 38 gebracht werden. Vom Separator 38 gelangen 1& 351· kg/Stde Voll—Miszella über Leitung 4-6 mittels Pumpe 44- in die Miszella-Behandlungszone.
Zerkleinerte, teilextrahierte Feststoffe (und Lösungsmittel) v/erden mit einer Geschwindigkeit von 34-29 kg/Stde in einen Extrakt or 50 der zweiten Stufe gebracht und" treten mit 10 387 kg/Stde einer 4-0—prozentigen Lösung von Äthanol über Leitung 52 mit einer Temperatur von 52 C in Gleichstromkontakt. Der Flockenbrei passiert den Konzentrator 58 und die Presse 64- der zweiten Stufe, wo sich ein Strom von Teil-Miszella in die Leitung 20 abscheidet. Durch Leitung 68 gelangen extrahierte Feststoffe mit einer Geschwindigkeit von 3119 kg/Stde durch die Lösungsmittelverdampfer 72 und 80, die mit einer Temperatur von etwa 96 und 66 und mit einem Druck von 760 bzw. 190 mm Hg betrieben v/erden. Ein Proteinkonzentrat wird mit 1281 kg/Stde aus
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dem Lösnngsmittelverdampfer 80 deir zweiten Stufe abgenommen; es: enthält weniger a~ls Z,0 % lösliche"· Kohlenhydrate mit Spuren der organischen Komponente des Extraktionslösungsmittels.
Wie hier erörtet, erhält' man bei der Verarbeitung entfetteter. Sojabohnen-Flocken ein Protein-Konzentrat mit einem Proteingehalt von mindestens 70 Gew.-^ (wasserfrei). Es ist klar, daß sich der Proteingehalt im Protein-Konzentrat bei der Verarbeitung anderer Ölsamen-Typen mit dem Ausgangsmaterial ändert.
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Claims (5)

  1. -■10 -
    Patentansprüche ■
    ii Verfahren zur Behandlung ölhaltigen Samenmaterials, aus dem mittels eines Extraktionslösungsmittels ein lösliches Material extrahiert wird, nach welchem Rückstände an Lösungmittel aus einem mit Lösungsmittel vorbehandelten Samenmaterial.entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) das mit Lösungsmittel vorbehandelte. Samenmaterial in eine erste Kontaktzone (72) einleitet, es in indirekten Kontakt mit einem Wärmeüberträger bringt und das Lösungsmittel daraus verdampft,
    b) einen Feststoff aus der ersten Kontaktzone abzieht,
    c) ihn in eine zweite Kontaktzone (80) einführt, in direkten Kontakt mit einem Wärmeüberträger bringt und eine weitere Menge an Extrakti033SlOsungsmittel verdampft, und d); ein praktisch lösungsmittelfreies, festes Material aus der zweiten Kontakt zone abnimmt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeüberträger Wasserdampf verwendet wird.
  3. 3- Verfahren nach den Ansprüchen 1" und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Lösungsmittel vorbehandelte Samenmaterial entfettete und von Kohlenhydraten befreite Sojabohnen-Elocken und
    409883/1345
    aas lösungsmittelfreie, feste Material ein Proteinkonzentrat
    sind. -
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktzone mit etwa atmosphärischem Druck gefahren wird,
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktzone mit. niedrigerem Druck als die erste gefahren wird.
    409883Π345
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